【课程大纲】《地理信息系统》

《地理信息系统》课程大纲

一、课程概述

课程名称（中文）：地理信息系统

（英文）：geographical information system

课程编号：19371087

课程学分：2

课程总学时：32

课程性质：专业选修课

二、课程内容简介（300字以内）

地理信息系统是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学环境科学、信息科学、管理科学等学科为一体的新型边缘学科。它从20世纪60年代问世，至今已跨越了50多个春秋，现已广泛用于资源、环境、交通、城市、农业、林业、海洋、军事等领域。本课程的主要内容是介绍地理信息系统的基本概念、原理、基本组成，地理信息系统的结构与功能，空间数据结构的类型、数据的处理方法与空间分析以及在林业和相关专业中的基本应用等。

三、教学目标与要求

《地理信息系统》课程是园林专业方向的专业选修课，本教学大纲适用于园林专业本科生教学。

通过本课程的学习，使学生了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS的基本概念、GIS的基本功能、GIS 的数据结构、GIS数据的采集与处理方法、GIS空间分析的原理与方法、GIS产品等知识点；懂得如何利用GIS去解决实际问题的思路。

在学完本课程后，学生应对GIS有一个较全面的了解，提高利用GIS解决相关专业实际问题的能力。

四、教学内容与学时安排

第一章导论（4学时）

1. 教学目的与要求：了解什么是地理信息系统？地理信息系统有哪些内容构成？地理信息系统能做什么？

2. 教学重点与难点：重点掌握地理信息系统的概念、地理信息系统的基本构成基本功能和应用功能；难点是区别数据与信息的概念及关系、地理信息系统与其他管理系统的区别。

第一节、地理信息系统基本概念（1学时）

一、数据与信息

二、地理信息与地理信息系统

第二节、地理信息系统的基本构成（1学时）

一、系统硬件

二、系统软件

三、空间数据

四、应用人员

五、应用模型

第三节、地理信息系统的功能简介（1学时）

一、基本功能

二、应用功能

第四节、地理信息系统的发展概况（1学时）

一、发展概况

二、基础理论

第二章地理信息系统的数据结构（6学时）

1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生了解地理信息系统的核心是空间数据，掌握空间数据的来源、空间数据的分类、空间数据结构的类型。

2. 教学重点与难点：重点掌握地理空间的概念和空间实体的表达方式，GIS空间数据的分类、基本特征，空间数据的拓扑关系，空间数据的类型（矢量数据结构、栅格数据结构、曲面数据结构）与编码，空间数据的分类与编码；难点是区分不同的空间拓扑关系、矢量数据结构和栅格数据结构的编码方法。

第一节、地理空间及其表达（1学时）

一、地理空间的概念

二、空间实体的表达

第二节、地理空间数据及其特征（2学时）

一、GIS空间数据的分类

二、空间数据的基本特征

三、空间数据的拓扑关系

四、空间数据的计算机表示

第三节、空间数据结构的类型（2学时）

一、矢量数据结构

二、栅格数据结构

三、曲面数据结构

第四节、空间数据结构的建立（1学时）

一、系统功能与数据源间的关系

二、空间数据的分类与编码

三、矢量数据的输入与编辑

四、栅格数据的输入

五、曲面数据的输入

第三章空间数据处理（6学时）

1. 教学目的与要求：通过本章的学习，让学生了解空间数据的处理过程。

2. 教学重点与难点：重点掌握几何纠正的原理、地图投影的方法，矢量和栅格数据的相互转换方法，空间拓扑关系的多种编辑方式，数据压缩的意义，难点是几何纠正的方法、空间拓扑关系的编辑。

第一节、空间数据的变换（1学时）

一、几何纠正

二、地图投影及其变换

第二节、空间数据结构的转换（1学时）

一、由矢量向栅格的转换

二、由栅格向矢量的转换

第三节、多元空间数据的融合（1学时）

一、遥感与GIS数据的融合

二、不同格式数据的融合

第四节、空间数据的压缩与重分类（1学时）

一、空间数据的压缩

二、空间数据的重分类

第五节、空间数据的内插方法（1学时）

一、点的内插

二、区域的内插

第六节、空间拓扑关系的编辑（1学时）

一、多边形连接编辑

二、节点连接编辑

第四章地理信息系统空间数据库（4学时）

1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生掌握地理信息系统空间数据库的建立过程。

2. 教学重点与难点：重点掌握空间数据库的概念，空间数据库设计的过程、步骤，空间索引方法，空间元数据，时空一体化数据模

型的类型；难点是空间数据库建立的方法。

第一节、空间数据库概述（0.5学时）

一、空间数据库的概念

二、空间数据库的设计

第二节、空间数据库概念模型设计（0.5学时）

一、语义数据模型

二、面向对象的数据模型

第三节、空间数据库逻辑模型设计（0.5学时）

一、关系数据模型

二、逻辑模型设计

第四节、空间数据库的物理设计（0.5学时）

一、空间数据库的物理设计概念

二、空间数据库的物理设计步骤

第五节、空间数据查询（0.5学时）

一、空间关系查询类型

二、属性数据查询

三、空间属性联合查询

四、空间查询语言

第六节、空间数据库索引（0.5学时）

一、范围索引

二、格网空间索引

三、四叉树空间索引

第七节、空间元数据（0.5学时）

一、元数据及其作用

二、元数据实例

第八节、空间数据库引擎